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串联补偿法用于电流互感器高压介损测量 |
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串联补偿法用于电流互感器高压介损测量 |
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作者:佚名 文章来源:不详 点击数: 更新时间:2008-9-24 10:09:13 ![](/images/vivi_coop1.gif) |
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阎春雨1,王永辉1,刘海峰1,崔拥军2 1.河北省电力试验研究所,河北石家庄050021;2.邢台供电公司,河北邢台054001
《防止电力生产重大事故的25项重点要求》中,要求进行电流互感器的高压介损测量。传统方法是采用笨重的高压试验变压器作为升压电源。在现场试验时,需要运输及起重车辆进入升压站,由于停电范围的限制,试验设备的装卸及就位都给电网安全运行造成很大的威胁。为此,本文提出用便携式电抗器串联补偿法,解决电流互感器现场高压介损测量电源的问题。
1串联补偿法原理
在进行高压介损测量时,电流互感器主要表现为容性负载,利用电抗与容抗的不同性质,串联补偿法可以大大减小试验电源的容量。其原理接线如图1所示。
当容抗大于电抗时,其向量图如图2所示,图2表明电抗器与互感器上的电压方向相反,UC等于UL与U0的代数和,所以适当选择电抗器使其电抗尽量接近互感器的容抗,可以大大降低激磁变压器的输出电压及容量。
2试验回路各元件的确定
2.1补偿电抗器的选择
首先,根据互感器的电容量C及试验电压UC决定试验回路电流I0(I0=ωCUC),然后决定电抗器的额定电压、额定电流和电感量。互感器的高压介损指的是设备最高相电压下的介损测量值,所以电抗器的额定电压必须大于被试互感器的最高相电压,其额定电流必须大于I0,在此前提下使电抗器的电抗值与互感器的容抗相匹配,即电抗器的电抗值与互感器的容抗越接近补偿,效果越好,一般要求前者小于后者5%。
进行互感器高压介损测量时,由于试验频率和电容量都是不可调整的,所以,为了提高补偿效果,电抗器应能灵活调整,且便于现场装卸,基于此目的,选择具有3个抽头(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)环氧浇注柱体结构的电抗器(参数见表1),能满足现场电流互感器高压介损的测量。
2.1.1补偿电抗器台数的确定
根据回路电流I0确定电抗器的抽头,使其额定电流大于I0,然后由式(1)计算串联电抗器的台数N,并校验串联电抗器的电压(N×Un)是否大于被试互感器的最高额定相电压。否则,应调换电抗器的抽头,重新计算串联台数N,以满足要求。
2.1.2补偿电抗器电感的估算
在估算串联电抗器电感时必须考虑互感的存在。为了了解互感的影响,分别进行了2台和3台电抗器的串联测量。测量采用伏安法,分直接串联和间接串联2种情况。前者是将一台电抗器直接装在另一台电抗器上,后者是在2台电抗器之间垫一高约150 mm的绝缘垫,测量结果见表2、表3。
由表2、表3测量结果可知,直接串联时根据串联台数的不同,互感可达40%~80%,且振动和噪音都比较大;而电抗器之间垫绝缘垫时互感的影响不到10%,且噪声较小。所以在进行电抗器台数及电抗估算时,必须考虑不同的串联方式,以达到较好的补偿效果。
2.2激磁变压器的选择
为了兼顾其它试验,确定激磁变压器的额定电压U0n为20 kV,额定电流I0n为1 A,并校验激磁变压器满足以下条件。
I0n≥I0
U0n≥I0ΔZ (3)
2.3标准电容器的选择
标准电容器的额定电压必须大于被试互感器的最高相电压,其电容量50~100 pF,介损值小于0.01%。对于220 kV及以下电流互感器的高压介损测量,选择150 kV的标准电容器比较经济合理。
3实例
采用电抗器串联补偿法,成功地进行了某厂220 kV站电流互感器高压介损测量。试验时三相互感器并联加压,其并联电容C为3 700 pF,所以容抗Zc为860 kΩ,考虑引线等杂散对地电容的影响,其等效并联电容约按4 000 pF(1.1C)计算;试验电压Uc为145 kV,由此计算出试验回路电流I0为180mA(1.1ωCUC);电抗器选择Ⅰ抽头时,电抗ZL为133 kΩ,由式(1)得出N=5。
利用以上计算结果,对电抗器进行校验,5台电抗器串联其额定电压为150 kV,大于试验电压145 kV,额定电流(225 mA)>I0(180 mA);对激磁变压器校验,剩余阻抗与回路电流之积(约8 kV)<U0n(20 kV),I0(180 mA)<<I0n(1 A)。
由此确定的试验回路,当互感器试验电压为127 kV时,I0为170 mA,激磁变压器输出电压为 8 kV。实测结果表明,串联电抗器的补偿效果是非常好的,其Q值达到了15.8,从而大大降低了试验电源的容量。
4结语
在现场用便携式电抗器串联补偿法进行电流互感器高压介损测量,可以大大降低试验电源容量,实例中电源容量只是传统法的1/16,与传统的方法相比不需卡车运输及吊车装卸。特别是电抗器做成单元式柱体结构,单人即可装卸,使在现场开展电流互感器高压介损试验变得非常容易,试验现场人身和设备更加安全。
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